1. FIZIČKE OSOBINE I STRUKTURA MOLEKULA
Glava 6
6.1. Molarna zapremina
6.2. Parahor
6.3. Molarna refrakcija
6.6. Apsorpcija zračenja
6.7. Optička aktivnost

2. Fizičke osobine
Aditivne osobine su one koje predstavljaju sumu vrednosti odgovarajuće osobine konstituenata sistema- Mr, m, Vm
Konstitutivne osobine su one koje zavise pre svega od načina vezivanja atoma u molekulu, a u manjoj meri od njihove prirode i broja-Tk, Tt, R, P.
Koligativne osobine su one koje zavise od broja molekula u sistemu, a ne od njihove prirode-  p, T k , Tt , 

3. Molarna zapremina
Idealno gasno stanje T = 273,15 K i P = 101,325 kP iznosi: Vm,0 = (0,  0, ) m3/mol
Kod tečnosti molarna zapremina aditivna ali i konstitutivna osobina

4. Kopp-ovo pravilo C4H8O2 –isto Vm
Izomerna jedinjenja imaju približno istu molarnu zapreminu:
CH3COOCH2CH3 – metan propionat
CH3CH2COOCH3 – etil acetat
CH3CH2CH2COOH – propil formijat
Molarna zapremina članova homologog niza ugljovodonika raste
za svaku CH2 grupu za 22cm3/mol
C4H8O2 –isto Vm
Kopp-ovo pravilo
Molarne zapremine mnogih tečnosti, kada se određuju na
njihovim tačkama ključanja (korespodentna temperatura)
pod atmosferskim pritiskom, jednake su sumi zapremina
atoma konstituenata

5. Određivanje ekvivalenta zapremine vodonika:
2Vm(H)= Vm(CnH2n+2)-nVm(CH2)=
Vm(CnH2n+2)-n·22=11 cm3/mol
Vm(H)=5,5cm3/mol H
5,5 I
37,5 C
11,0
-O-
7,8 (OH) Cl
22,8 O=
12,2(C=O) Br
27,8 S
22,6
Zapreminski ekvivalenti
elemenata,
cm-3/mol
Ekvivalenti zapremine elemanata mogu poslužiti samo za približno
izračunavanje molarnih zapremina tečnosti, jer Kopovo pravilo ne daje
zadovoljavajuće rezultate čak i kada se uzme u obzir konstitutivni faktor

6. Parahor Meklod: C6H6 (C2H5)2O t(0C) (D/cm) -’(g/cm3) C(…) 20 28,99
0,9787
2,638 61
23,61
0,8330
2,647
120
16,48
0,7616
2,643
240
3,47
0,5739
2,657
t(0C)
(D/cm)
-’(g/cm3)
C(…) 20
17,01
0,7109
2,856 50
13,69
0,6713
2,865
110
7,00
0,5707
170
1,42
0,3785
2,884

7. Atomski i strukturni ekvivalenti parahora
Ugljenik ,8 Brom ,0 Trostruka veza ,6
Vodonik ,1 Jod , člani prsten ,7
Azot ,5 Fluor , člani prsten ,6
Kiseonik ,0 Sumpor , člani prsten ,1
O2 u estrima ,0 Fosfor ,2 Naftalinski prsten ,2

8. ’<< C 4,8(11,5) S 48,5 = 23,2 H 17,1(14,4) Cl 53,8  46,6 O
Ekvivalenti parahora C
4,8(11,5) S
48,5 =
23,2 H
17,1(14,4) Cl
53,8 
46,6 O
20,0 Br
68,0
6-prsten
6,1
Primeri:
SF6 [P]exp=143,3
[P]teor=6 [P] (F)+ [P] (S)=150+48,5=146,5

9. Parahor Primeri: C6H4CH3CN – toluolnitril
[P]teor= 8[P](C)+7 [P](H)+ [P](N)+ [P](6-prsten)+3 [P](=)+ [P]()
8·4,8+7 ·17,1+12,5+6 ·6,1+3 ·23,2+46,6=292,9
[P]exp(o-TN)=299,6 [P]exp(m-TN)=295,6 [P]exp(p-TN)=294,4
(C2H4O)3 – paraaldehid
[P]teor=363,6 – linearna struktura
[P]teor=300,1 –ciklična struktura [P]exp=298,7

10. Parahor Rešenje Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odrediti:
Primeri:
Koliki je parahor C2H6 ako je parahor: P(CH3Cl)=110,
P(CH4)=73 i P(HCl)=71.
33 b) c) 112 d) e) 254 f) ne znam
Rešenje
Pošto je parahor aditivna veličina to možemo odrediti:
PCH2=PCH3Cl-PHCl=110-71=39. Onda je:
PC2H6=PCH4+PCH2=73+39=112

11. REFLEKSIJA
Jednakost prelomnih uglova
Upadni
ugao
Prelaomni
ugao
mmmmm

12. Refrakcija
On vidi ribu ovde….
A ona je u stvari ovde!!

13. Refrakcija disperzija
Kratke talasne dužine su skrenute više od dugih
disperzija
Svetlost je skrenuta i rezultujuće boje razdvojene (disperzija).
Crveno je manje prelomljeno a ljubičasto više.

14. Refrakcija Indeks prelamanja

15. Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja, n- kvantitativno merilo prelamanja svetlosti pri prelasku iz jedne sredine u drugu-optička osobina karakteri-stična za svaku providnu, izotropnu supstanciju
Primena indeks prelamanja, n:
Identifikacija- u neorganskoj hemiji i analizi masti, ulja, šećera
Kvantitativno određivanje-merilo čistoće-produkti destilacije, industiraja hrane, biohemija
Određivanje strukture

16. Definicija indeksa prelamanja
Možemo definisati indeks prelamanja kao:
Apsolutni indeks prelamanja
Većina sredina nisu magnetici i imaju magnetsku permeabilnost m=m0, kada je:
karakteristika sredine  1 v1 v2 2
Relativni indeks prelamanja 

17. Snell-ijusov zakon 1621, holandski fizičar Willebrord Snell
( ), je izveo odnos između uglova pod kojim svetlost prelazi iz jedne sredine u drugu:
gde je:
ni indeks prelamanja sredine koju svetlost napušta,
i je upadni ugao između upadnog zraka i normalu na graničnu površinu, nr je indeks prelamanja sredine u koju svetlost ulazi,
r je prelomni ugao između prelomnog zraka i normale na graničnu površinu.

18. Zakon refrakcije sinq1=v1t/d (žuti trougao)
sinq2=v2t/d (zeleni trougao)
Geometrijsko izvođenje zakona refrakcije (Snell-ijusov zakon).

19. Zakon refrakcije
relativni indeks prelamanja
N1(vazduh)=1, N2n12

20. Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm
Voda (200C)
Sredina
Indeks
Vakuum
1,00
Ugljendisulfid
1,63
Vazduh (STP)
1,0003
KCl (č)
1,49
1,33
KI (č)
1,67
Aceton
1,36
Staklo
1,50-1,90
Ugljentetrahlorid
1,47
Safir
1,77
Polistiren
1,55
Dijamant
2,42
Indeksi prelamanja za talasnu dužinu od 589 nm

21. Merenje indeksa prelamanja
Indeks prelamanja se meri:
refraktometrijski i
interferometrijski
Refraktometrijsko merenje se zasniva na principu kritičnog ugla.
Kritični ugao je onaj prelomni ugao čiji je upadni ugao Za sve upadne uglove veće od 900 dolazi do totalne refleksije zračenja.
The fact that a transparent dielectric medium having a refractive index higher than its surroundings would act as a lightguide was demonstrated by Tyndall at a Royal Institution Lecture in 1870, using a water jet.
Refraction at an interface between uniform media is governed by Snell’s law, formulated in 1621 and illustrated above. There a ray of light is shown passing from a medium of higher refractive index n1, into a medium of lower refractive index n2. For 0 <  < c and 0 < ’ < /2,
n1 sin  = n2 sin ’
Where  and ’ are the angles of incidence and refraction as defined on the diagram, and  = c is the critical angle, at which ’ = /2, as shown in b). Thus,
n1 sin c = n2
For  > c total internal reflection occurs with no losses at the boundary, as in c)

22. Duga Zrak svetlosti susreće kap vode u atmosferi
Dolazi do refleksije i refrakcije
Prvo se zrak prelama na prednjoj površini kapljice
Ljubičasta svetlost najviše skreće
Crvena svetlost će skretati najmanje
Na zadnjoj površini svetlost se odbija
Ona se ponovo prelama pri povratku na prednjoj površini i nastavlja kroz vazduh
Zraci napuštaju kap pod različitim uglovima
Ugao između bele svetlosti i ljubičaste je 40°
Ugao između bele svetlosti i srvenog zraka je 42°

23. Pojava duge
Kišne kapi na većoj visini upravljaju crvenu svetlost prema posmatraču
Kapljice niže na nebu upravljaju ljubičastu svetlost prema posmatraču
Druge boje spektra leže između crvene i ljubičaste

24. Svetlovodi Fiber-optic cable
Totalna refleksija je osnov svetlovoda.
Veoma značajno za moderni prenos podataka i komunikacione sisteme
Totalna refleksija

25. Molarna refrakcija [(n1)/]  [M(n1)/]  specifična refraktivnost
(empirijski –za određenu tečnost i  nezavisno od temperature-za određivanje gustine tečnosti)
molarna refraktivnost
(aditivna i konstitutivna velilina)
specifična refrakcija
molarna refrakcija
(teorijski izvedena-aditivna i konstitutivna veličina-nezavisna od pritiska, temperature i agregatnog stanja)

26. Molarna refrakcija Prava molarna zapremina molekuli-provodne sfere
ni-broj atoma nj-broj veza nk-broj prstenova

27. Molarna refrakcija C6H12 C6H6 (C2H5)2O CHCl3 Izmereno Izračunato 27,71
Ekvivalenti refrakcije R RD
R  R C
2,413
2,418
2,438
2,466 H
1,092
1,100
1,115
1,127
O(CO)
1,189
2,211
2,247
2,267
O(OH)
1,522
1,525
1,531
1,541 =
1,686
1,733
1,824
1,893 
2,328
2,398
2,506
2,539
Strukturna određivanja
C6H12
C6H6
(C2H5)2O
CHCl3
Izmereno
Izračunato
27,71
27,67
26,15
26,31
22,48
22,31
21,40
21,42

28. E = Reksp  Rizr optička anomalija E>0 optička egzaltacija
Ekvivalenti molarne refrakcije za natrijumovu D-liniju
Vodonik 1, Kiseonik (u CO grupi, O=) 2,211
Ugljenik , Kiseonik (u etrima, O) 1,643
Hlor 5, Kiseonik (u OH grupi, O)1,525
Brom , Dvostruka veza ,733
Jod , Trostruka veza ,398
3-člani prsten 0, člani prsten ,480
E = Reksp  Rizr optička anomalija
E>0 optička egzaltacija
E<0 optička depresija

29. Optička anomalija CH3-CH=CH-CH=CH-CH3 2,4 heksadien E=1,76 cm3mol-1
CH3-CH=CH-CH=CH-C2H5 2,4 heptadien E=1,96 cm3mol-1
-C=C-C=C-C=C- polienski lanac- najveća anomalija
=C=C=C=C= kumulovane-najmanja anomalija
benzen E=-0,16 alilbenzen E=-0,25
stiren E=1,27 butadien E=1,40
acetofen E=0,78 2-metil butadien E=1,04
Keto-enolna tautomerija
Keto oblik [R]M=31,57cm3mol-1 Enolni oblik [R]M=32,62cm3mol-1

30. Kvantitativna određivanja
refrakcija
smeše

31. Disperzija Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlosti
Ova zavisnost n od λ se zove disperzija, n=f(l)
Snell-ijusov zakon ukazuje da ugao refrakcije kada svetlost ulazi u datu sredinu zavisi od talasne dužine svetlosti

32. Promena indeksa prelamanja sa talasnom dužinom
Indeks prelamanja za različite sredine opada sa talasnom dužinom
Ljubičasta svetlost se prelama više od crvene
kada iz vazduha ulazi u tu sredinu

33. Refrakcija na prizmi
Veličina do koje je zrak skrenut iz prvobitnog pravca je ugao skretanja, δ
Pošto sve boje imaju različite uglove skretanja to će se one razdvojiti u spektar
Ljubičasto najviše skreće
Crveno skreće najmanje

34. Opšti kurs fizičke hemije-II semestar
Indeks prelamanja
Indeks prelamanja za dati medijum zavisi od dve promenjljive:
Indeks prelamanja (n) zavisi od talasne dužine (). Zraci različitih talasnih dužina se prelamaju u različitoj meri u istoj sredini proizvodeći tako različite indekse prelamanja.
Indeks prelamanja (n) zavisi od temperature. Ako se temperatura menja, menja se i gustina; stoga se menja brzina ().
Gustina medijuma opada sa porastom temperature.
Brzina svetlosti u medijumu raste sa temperaturom i opadanjem gustina.
Odnos brzine svetlosti u vakuumu i u datoj sredini opada, tj. indeks prelamnja opada sa porastom temperature.

35. Disperzija refrakcije

36. Eksperimentalni podaci za indeks prelamanja
Promena indeksa prelamanja optičkih materijala sa talasnom dužinom:
n2-1 = 2/ (2 – [ ]2) 2/ (2 – [ ]2) 2/ (2 – [ ]2)

37. Indeks prelamanja različitih materijala-stakla
In order to make clad or graded-index fibers means have to be found to vary the refractive index. This is normally achieved by adding substantial concentrations of oxide impurities to the silica. Clearly these introduce further resonances in which either the oscillator strengths or the resonant frequencies or both will be changed. Thus while n may be changed, care must be taken that this does not introduce extra dispersion and at the same time increase attenuation by introducing a resonance closer to the working wavelength.
It is found that the best results are obtained when the fiber core is made from silica doped with both GeO2 and P205 and a cladding of pure silica or silica doped with B2O3 or F.
Mol %
Indeks prelamanja čistog SiO2 je Promena indeksa prelamanja SiO2 sa koncentracijama dopiranih oksida (rezultati su bazirani na merenjima na talasnoj dužini oko 0.6m).

38. Promena indeksa prelamanja silikatnog stakla sa talasnom dužinom
Sastav stakla (mol %)
A čisto silikatno staklo
B 13.5% GeO2; 86.5% SiO2
C 9.1% P2O5; 90.9% SiO2
D 13.3% B2O3; 86.7% SiO2
E 1.0% F; 99.0% SiO2
F % Na2O; 32.5% B2O3; 50.6% SiO2

39. Opšti kurs fizičke hemije
Promena indeksa prelamanja sa temperaturom
Indeks prelamanja (ND) opada sa porastom temperature, t.j. brzina svetlosti u sredini raste kako gustina opada.
Merene vrednosti (ND) se obično izražavaju na 20oC Za temperaturu > 20oC (t je pozitivno), tj., dodaje se korekcioni faktor Za temperaturu < 20oC (t je negativno), tj., oduzima se korekcioni faktor
Korekcioni faktor = t * = (Temp – 20) *
Primenjuje se sledeća jednačina za korekciju temperature: ND20 = ND Temp + (Temp – 20) *
Pr: Za izmerenu vrednost od 1,5523 na 16oC, korekcija je:
ND20 = (16 – 20) * = (-4) *
1.5500
1.5523
1.5600
1.5550
1.5580
Tipične vrednosti za organske tečnosti su :